[發明專利]一種用于耳機插針焊接的激光器焊接功率控制系統及方法

在審

• 申請號: 201911187795.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110769360A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 羅云萌;馬濤;左維琦
• 申請（專利權）人: 陜西鐵路工程職業技術學院
• 主分類號: H04R31/00
• 分類號: H04R31/00;B23K26/21
• 代理公司: 61245 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉強

本提供了一種用于耳機插針焊接的激光器焊接功率控制系統及方法，包括開關電源和輸出端，還包括激光器和主控制器，所述開關電源的輸出端依次連接濾波儲能電路、功率變換電路，所述功率變換電路包括頻率設定模塊和電流設定模塊，所述主控制器分別通過控制頻率設定模塊和電流設定模塊為激光器進行電流調節，所述激光器和主控制器之間還設置采樣電路，以保證其完成將輸入激光器的電流信息上傳至主控制器及執行主控制器所下發的指令的驅動電路。本與傳統激光電源控制方案相比，旨在給定控制電流信號的調節，同步控制頻率進行激光電流的調制，類似電源斬波的方式，把能量細分，可以獲得所需要的焊接能量，并有效進行耳機與線材的焊接。

技術領域

本發明涉及一種激光焊接技術領域，具體地說是涉及一種用于耳機插針焊接的激光器焊接功率控制系統及方法。

背景技術

目前微激光加工技術已經應用到了生產和生活的許多方面,通常有短脈沖及超短脈沖激光器和長脈沖激光器，耳機插針焊接具有以下特點：焊接熔池小、高溫及極短的工藝時間。由于焊接熔池的溫度極高，常常超過合金的沸點，在加熱過程中，隨著脈沖的持續，蒸發率也隨之快速上升。在脈沖終止時，由于焊接熔池的快速冷卻，蒸發率幾乎即刻降至極低值。目前存在的問題是：短脈沖及超短脈沖激光器脈沖能量較低，較小的激光功率只能在微焊接領域中得到有效應用，但它僅能夠在熱敏材料附近進行熔焊連接，能夠實現微小結構件的連接，且無需任何物理接觸。長脈沖激光器光纖激光器在焊薄板材料時，高峰值低脈沖焊接會造成擊穿，同時要考慮在線材與插針的搭接過程中，不能把線材給焊斷，并且難以做到0.1mm以下的焊點。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供了一種用于耳機插針焊接的激光器焊接功率控制系統，旨在設計合適的激光器調制方式，并提供一種適合耳機插針與線材搭接的焊接方法，通過設定電流給定值，通過對輸出能量進行頻率控制，類似電源斬波的方式，把能量細分，可以獲得所需要的焊接能量，并有效進行微小器件焊接。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種用于耳機插針焊接的激光器焊接功率控制系統，包括開關電源和輸出端，還包括激光器和主控制器，所述輸出端依次連接濾波儲能電路、功率變換電路，所述功率變換電路包括頻率設定模塊和電流設定模塊，所述主控制器分別通過控制頻率設定模塊和電流設定模塊為激光器進行電流調節，所述激光器和主控制器之間還設置采樣電路，以保證其完成將激光器的輸出電流上傳至主控制器用于調節驅動電路。

上述方案中，所述濾波儲能電路包括用于儲能的電容。

上述方案中，所述頻率設定模塊為頻率調節功率管，所述電流設定模塊為電流調節功率管，所述頻率設定模塊和電流設定模塊采用相互串聯的連接方式。

上述方案中，所述驅動電路包括頻率調節驅動電路和電流調節驅動電路。

上述方案中，所述頻率調節驅動電路連接在頻率設定模塊上。

上述方案中，所述電流調節驅動電路連接在電流設定模塊上。

本發明還提供了一種用于耳機插針焊接的激光器焊接方法，包括如下步驟：

(S1)提供包括線材和耳機線材，用丙酮溶液將以上材料表面擦拭干凈、除油污；

(S2)將線材與耳機線材按照布線方式布置，并用夾具壓緊；

(S3)設定電流調節功率管的電流值和頻率調節功率管的頻率值；

(S4)設定激光器的激光焊接功率、出光頻率、占空比、出光時間,進行疊焊。

上述方案中，步驟(S3)中所述電流值的設定范圍為0A～10A，頻率值的設定范圍為10Hz～10kHz。

本發明一種用于耳機插針焊接的激光器焊接功率控制系統及方法與現有技術相比，其有益效果是：